Geschäftsmodelle neu denken
Jeder Mensch in Deutschland konsumiert rechnerisch jährlich etwa 16 Tonnen Rohstoffe und 6 Megawattstunden Strom.
Die Energiewende hin zur Nutzung regenerativer Energiequellen ist bereits eingeleitet, aber beim Rohstoffverbrauch bleibt die Rohstoffwende eine große Herausforderung. Nicht alles läßt sich aus erneuerbaren Materialien herstellen. Doch es gibt auch andere Ansätze der Rohstoffwende wie die Verlängerung von Nutzungsdauern, die Werkstoffsubstitution oder eine Kreislaufführung, bis hin zu Suffizienz-(Verzichts)Strategien.
Dafür müssen Produkte, Herstellungsprozesse und auch Geschäftsmodelle neu gedacht und umgestaltet werden. Selten ist dabei für Unternehmen offensichtlich, welcher dieser Ansätze der effizienteste und umweltfreundlichste ist. Hierfür braucht es neben grundlegendem Wissen zu Prozessen und Produkten vor allem Kenntnisse zum zirkulären Wirtschaften.
Wählen Sie mit WI/CEE einen Studiengang, mit dem Sie die Rohstoffwende der Unternehmen für eine zirkuläre Zukunft fachlich kompetent mitgestalten.
WI und CEE – Gemeinsam zukünftige Herausforderungen meistern.
Wirtschaftsingenieurinnen und Wirtschaftsingenieure sind Fachleute für das Beherrschen von Schnittstellen in Unternehmen. Sie kennen sich mit wirtschaftlichen, aber auch mit technischen Fragestellungen der Industrie und des Gewerbes gut aus und arbeiten im Einkauf, als Projektmanager für Fertigungsprozesse, in der Produktentwicklung oder im Vertrieb. Damit gestalten sie die Prozesse der Wertschöpfung in Unternehmen und helfen mit, die Zirkularität in Unternehmen zu verankern und die Rohstoffwende einzuleiten. Das WI/CEE-Studium befähigt Sie zur Beantwortung von Fragen der Zukunftsfähigkeit von Produkten und Prozessen.
Im WI/CEE-Studiengang untersuchen wir gebrauchte Elektrogeräte aus Haushalten auf ihre Zusammensetzung und Demontierbarkeit. Die wichtigste Umweltwirkung von Kopfhörern entsteht in der Herstellungsphase und wird vor allem durch Leiterplatten verursacht. Umweltfreundlich ist es daher, Kopfhörer möglichst lange zu nutzen, denn der Energieverbrauch während der Nutzungsphase spielt nur eine untergeordnete Rolle. Zur Abschätzung der Auswirkung der einzelnen Lebenszyklusphasen auf die Umwelt ist die Ökobilanzierung Lehrinhalt des WI/CEE-Studienganges.
Publikation: https://doi.org/10.1007/978-3-031-29294-1_2
Verpackungen sind das wichtigste Einsatzgebiet von Kunststoffen in Deutschland. Bereits bei der Verpackungsgestaltung sind Monomaterialien und ein sparsamer Werkstoffeinsatz vorteilhaft. Die zirkuläre Gestaltung von Produkten ist daher Lehrinhalt des WI/CEE-Studiengangs. Die getrennte Sammlung und hochwertige (werkstoffliche) Verwertung gebrauchter Verpackung aus Kunststoff ist deutlich umweltfreundlicher als die Herstellung neuer Verpackungsmaterialien. Der Bereich Wirtschaftsingenieurwesender Hochschule Pforzheim führt deshalb umfangreiche Untersuchungen zur Charakterisierung gebrauchter Verkaufsverpackungen durch, um die Verwertbarkeit der Verpackungen bewerten zu können. Auch zur Sortierung gebrauchter Verpackungen forscht die Hochschule Pforzheim mit Industriepartnern zum Einsatz von Fluoreszenzmarkern, mit denen zum Beispiel Lebensmittelverpackungen einfach von anderen Verpackungen unterschieden werden können.
Forschungsprojekt:
www.hs-pforzheim.de/marek
Veröffentlichungen
Grundsätzlich können Metalle ohne Beschränkung wieder eingeschmolzen und erneut verarbeitet werden. Allerdings wird die Kreislauffähigkeit dadurch eingeschränkt, daß für technische Anwendungen fast immer Legierungen, d. h. gezielt hergestellte Mischungen verschiedener Metalle zum Einsatz kommen. Beim Wiedereinschmelzen muß auch wieder eine definierte Metallzusammensetzung eingestellt werden, und das gelingt aufgrund der metallurgischen Eigenschaften nicht immer. Im WI/CEE-Studium beschäftigen Sie sich mit den technischen Grundlagen der Herstellung und Verarbeitung von Metallen und anderen Werkstoffen. Neben der Metallurgie bietet auch die Aufbereitungstechnik für Metallschrotte einen weiteren Ansatz, um Metall-Legierungen zu identifizieren und zu trennen. Ein gutes Beispiel ist die Sortierung von Aluminium-Legierungen durch ein Laser-Identifikationsverfahren (LIPS), durch das Schrotte für die Herstellung der hochwertigen Knetlegierungen gewonnen werden können. Die bisher übliche Verarbeitung der Aluminiumschrotte zu Gußlegierungen mit schlechteren Werkstoffeigenschaften und gleichzeitig geringerer Wertschöpfung wird dadurch im Recycling abgelöst. Der Bereich Wirtschaftsingenieurwesen führt gemeinsam mit Industriepartnern ein Demonstrationsvorhaben für das hochwertige Recycling des Leichtbauwerkstoffs Aluminium in der Automobilindustrie durch, in dessen Rahmen auch studentische Arbeiten entstehen. Das Demonstrationsprojekt wurde 2024 als eines von fünf Vorhaben für den NEO-Innovationspreis der Technologieregion Karlsruhe nominiert.
Forschungsprojekt:
www.hs-pforzheim.de/kanal
Windenergieanlagen in Deutschland werden gut 20 Jahre genutzt und anschließend rückgebaut. Die Kreislaufführung der wichtigsten Werkstoffe Beton, Stahl oder Kupfer aus diesen Anlagen ist unproblematisch und seit Jahren bewährt, aber für die hochwertige werkstoffliche Verwertung der Rotorblätter existieren keine industriellen Lösungen. Heute ist lediglich ihr Einsatz als Ersatzbrennstoff und Zuschlagstoff bei der Zementherstellung möglich. Die Kreislaufführung der Rotorblätter, die aus duroplastischen Kunststoffen mit Glas- oder Carbonfasern hergestellt werden, ist daher eines der aktuellen Forschungsgebiete. Der Bereich Wirtschaftsingenieurwesen forscht gemeinsam mit Partnern aus ganz Europa an neuen Lösungen, um die insgesamt etwa vier Millionen Tonnen Rotorblattmaterial, die heute in Europa bereits im Einsatz sind, zukünftig besser verwerten zu können. Einer der Ansätze der Hochschule ist ein innovatives Elektropulsverfahren, um Fasern und Duroplast-Matrix zu trennen. Die bisherigen Untersuchungen unter Beteiligung von WI-Studierenden wurden bereits in wissenschaftlichen Zeitschriften publiziert. Die Forschungsarbeiten werden in den kommenden Jahren fortgeführt und bieten viele Möglichkeiten studentischer Beteiligung.
Forschungsprojekt:
www.hs-pforzheim.de/rewind
Veröffentlichungen
Weil in der der produzierenden Industrie etwa 40% der Gesamtkosten auf Materialien entfallen und in Deutschland kaum Primärrohstoffe gewonnen werden, ist die Circular Economy das Zielbild in Industrie und Gesellschaft. Absolventinnen und Absolventen des Wirtschaftsingenieurwesens als kommunikationsstarke und zukunftsorientierte Persönlichkeiten sind hierfür qualifizierte Fachkräfte. Sie setzen Zirkularität in produzierenden Unternehmen um.
Nicht nur die Europäische Union hat ein „Circular Economy Package“ zusammengestellt, das prioritäre Materialströme wie Automobile, Elektro- und Elektronikprodukte, Textilien oder Verpackungen in den Fokus nimmt. Auch die deutsche Kreislaufwirtschaftsstrategie unterstützt die Zirkularität für einen leistungsfähigen Wirtschaftstandort mit umweltfreundlichen und nachhaltigen Produkten. Damit ist klar: Die Unternehmen benötigen Spezialisten, die das zirkuläre Wirtschaften verstanden haben und gleichzeitig die Fähigkeiten zur Umsetzung mitbringen.
Vier Handlungsfelder bestimmen dabei die Umsetzung der Circular Economy in Unternehmen: Neben der Auswahl von Werkstoffen für Produkte und Anlagen und den Verfahren und Prozessen für ihre Verarbeitung sind die Gestaltung von Produkten und auch die Geschäftsprozesse relevant, um letztlich zirkuläre und gleichzeitig wirtschaftliche Prozesse und Produkte zu realisieren. Genau das können Wirtschaftsingenieurinnen und Wirtschaftsingenieure mit dem Studienschwerpunkt Circular Economy Engineering aus Pforzheim.
Werkstoffe
Im Studium WI/CEE in Pforzheim beschäftigen Sie sich mit metallischen, polymeren und keramischen Werkstoffen von den grundlegenden Materialeigenschaften über die Verarbeitungsprozesse bis hin zum Recyclingpotential der Werkstoffe. Sie analysieren in Laborveranstaltungen die Verbindungstechnik und die Werkstoffe von Elektroprodukten und stellen aus Kunststoffteilen neue Produkte her, deren Eigenschaften Sie prüfen und bewerten.
Produktgestaltung
Die Methoden und Regeln zur Produktgestaltung zur Verbesserung zirkulärer Eigenschaften bringen Sie auch aus Ihrem Studium mit, so daß Sie gemeinsam mit Entwicklungsingenieuren und Kunden die bestmögliche Lösung ausarbeiten können. Dabei berücksichtigen Sie nicht nur technische, sondern auch Nachhaltigkeitsanforderungen mit ihren wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Aspekten, für die Sie Lebenszyklusanalysen (LCA) nutzen.
Verarbeitungsprozesse
Dabei nutzen Sie Verarbeitungsprozesse wie Extrusion und Spritzguß, aber Sie kennen nach Ihrem Studium alle industriellen Prozesse zur Herstellung und Verarbeitung industrieller Werkstoffe. Als Schnittstellenprofi wissen Sie dann auch, an welchen Stellen in diesen Prozessen Rezyklate eingesetzt werden können, und was dabei aus technischer und wirtschaftlicher Sicht für eine erfolgreiche Prozeßumstellung beachtet werden muß.
Organisation und Management
Ein kreislauffähig gestaltetes Produkt wird ohne passende Rücknahmelogistik und ohne Geschäftsmodell für die Rücknahme keinen Wiedereinsatz erfahren. Die Organisation technischer Prozesse und deren Abstimmung mit Managementabläufen und Geschäftsprozessen, um den Anforderungen der Circular Economy gerecht zu werden, ist dabei eine Kernaufgabe. Sie lernen hierfür den Umgang mit Kennzahlen (KPI/Key Performance Indicators) und Umweltmanagementprozessen, und können die Chancen der elektronischen Produktpässe erkennen und nutzen.
